KONTROL GENETIK TERHADAP RESPON IMUN

(Komponen Sistem Imun, Antibody Diversity (Penyusunan Kembali Genom selama Diferensiasi Limfosit B; Jalur Alternatif pada Penyambungan Hasil Transkripsi ))

            Ketika substansi asing yang disebut sebagai antigen (misalnya protein selubung virus) memasuki aliran darah mamalia, maka tubuh mamalia akan memicu mekanisme pertahanan, yaitu respon imun, yang mengakibatkan sintesis kelompok protein yang penting yaitu antibodi. Antibodi-antibodi tersebut mengikat antigen dengan spesifikasi dan memfasilitasi pengeluarannya dari sistem sirkulasi. Para ilmuan telah menemukan sekuen-sekuan DNA yang mengkode susunan antibodi yang dihasilkan oleh sistem imun mamalia yang terkait diferensiasi sel-sel penghasil antibodi dengan terjadinya suatu set baru dari penyusunan kembali genom (rearrangements genome).

1.        Komponen Sistem Imun

            Terdapat tiga tipe sel darah putih yang berperan dalam respon imun pada vertebrata. Yaitu:

1. Limfosit B (disebut sel B karena diproduksi di dalam sumsum tulang (bone marrow))
2. Limfosit T (disebut sel T karena di produksi dalam kelenjar timus)
3. Makrofag

Antibodi-antibodi disintesis oleh limfosit B dan antibodi ini bisa disekresikan atau tetap terikat pada membran pada permukaan sel B, bergantung pada kondisinya. Selama respon imun humeral, antibodi-antibodi mengikat antigen bebas dalam sistem sirkulasi dan mengaglutinasi antigen-antigen tersebut. Kompleks antibodi-antigen yang dihasilkan kemudian diingesti dan didegradasi oleh makrofag. Limfosit T menengahi respon imun seluler. Limfosit T mensintesis reseptor-reseptor antigen yang mengenali antigen pada permukaan sel dan mengenali antigen melalui aktivasi sel-sel T. Limfosit T yang berbeda menunjukkan cara kerja yang berbeda, akan tetapi secara umum serangan sel T terhadap sel yang membawa antigen membutuhkan reseptor sel T yang spesifik dari satu atau lebih reseptor antigen histokompatibilitas (Gardner, 1991).

1.        Berbagai Kajian Antibodi

Aspek yang paling patut diperhatikan dari respon imun dari sudut genetik adalah nampaknya varietas antibodi yang bisa disintesis dalam merespon antigen yang sebelumnya belum diketahui pada hewan. Berapa macam antigen yang bisa dihasilkan oleh tikus dan manusia belum dapat diketahui bahwa jumlahya sangat besar, sampai jutaan. Genome manusia lengkap (misalnya satu dari 23 pasang kromosom manusia) mengandung kurang lebih 3 x 10⁹ pasang nukleotida. Jika semua berada dalam bentuk gen-gen dengan urutan pengkodean terganggu yang masing-masing panjangnya 1000 pasang nukleotida, gen tersebut maksimum mengandung 3 juta gen.

2.        Beberapa Hipotesis Dasar Genetika Keanekaragaman Antibodi

Dasar geenetika mengenai keanekaragaman antibodi secara umum  dapat dikelompokkan menjadi tiga hipotesis, yaitu:

1.      Hipotesis germ line yang menyatakan bahwa terdapat germ line yang terpisah untuk setiap antibodi.

2.      Hipotesis mutasi tubuh, yang menyatakan bahwa terdapat satu atau beberapa germ line spesifik untuk setiap kelas antibodi, dan keanekaragamannya disebabkan karena tingginya frekuensi mutasi somatik, yaitu mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik penghasil antibodi atau dalam garis sel yang mengarah pada penghasil antibodi.

3.      Hipotesis minigene. Keanekaragaman disebabkan oleh “suffling” (pengocokan) segmen-segmen kecil beberapa gen menjadi sejumlah besar kemungkinan kombinasi. Suffing akan terjadi melalui proses rekombinasi pada sel somatik (secara total ini memerlukan mekanisme untuk menyusun kembali segmen DNA).

Sekarang diketahui bahwa hipotesis minigen menjelaskan keanekaragaman yang dapat diketahui. Selain itu diketahui pula bahwa mutasi somatik memberikan kontribusi dalam keanekaragaman. Akhirnya dapat diketahui bahwa satu segmen dari setiap rantai antibodi ditentukan oleh gen atau segmen gen yang terdaat pada genome. Dengan demikian kesimpulannya adaah ketiga hipotesis tersebut adalah benar dalam hal tertentu.

4.        Struktur Antibodi

Antibodi termasuk kelas protein yang disebut immunoglobulin. Setiap antibodi adalah tetramer yang tersusun atas 4 polipeptida, 2 rantai ringan yang identik dan 2 rantai berat yang identik, tergabung oleh ikatan disulfida. Setiap rantai, berat maupun ringan mempunyai ujung amino daerah variabel, dimana sekuen asam amino  bervariasi di antara antibodi spesifik untuk antigen-antigen yang bebeda, dan suatu ujung karboksil daerah konstan, dimana sekuen asam aminonya sama untuk semua antibodi dari kelas immunoglobulin tertentu.

Daerah protein yang membawa fungsi khusus disebut domain. Setiap antibodi memiliki 2 domain, dimana setiap domain dibentuk oleh variable region dari satu rantai ringan dan satu rantai berat. daerah konstan dari 2 rantai berat  berinteraksi membentuk domain ketiga yang disebut effector function domain, yang dapat merespon interaksi yang sesuai dari antibodi dengan komponen-komponen lain dari sistem imun.

Terdapat 5 kelas antibody yaitu IgM, IgD, IgG, IgE, IgA. Pengelompokan antibodi tersebut dan fungsinya ditentukan oleh struktur rantai berat daerah konstan, yaitu struktur dan effector function domainnya. Sebagai contoh antibodi IgD biasanya tetap terikat pada permukaan sel tempat mereka disintesis, sedangkan antibodi IgG biasanya disekresikan dan disirkulasikan ke seluruh tubuh melalui aliran darah. Rantai ringan antibodi mempunyai dua tipe, yaitu kappa dan lambda. Tipe tersebut ditentukan oleh struktur rantai ringan daerah konstan. Antibodi memiliki spesifikasi antigen-binding yang sama, yang ditentukan oleh daerah variabel pada keempat rantai, tetapi fungsi imunoglobinnya berbeda yang ditentukan oleh daerah konstan pada dua rantai berat. Ketika mempelajari struktur antibodi dapat dilihat bahwa keanekaragamannya hampir seluruhnya terletak pada bervariasi daerah molekul daerah variabel suatu molekul.

Pertanyaan

1. Jelaskan hipotesis-hipotesis yang digunakan sebagai dasar keanekaragaman antibodi!

Jawaban

Dasar geenetika mengenai keanekaragaman antibodi secara umum  dapat dikelompokkan menjadi tiga hipotesis, yaitu:

1. Hipotesis germ line yang menyatakan bahwa terdapat germ line yang terpisah untuk setiap antibodi.
2. Hipotesis mutasi tubuh, yang menyatakan bahwa terdapat satu atau beberapa germ line spesifik untuk setiap kelas antibodi, dan keanekaragamannya disebabkan karena tingginya frekuensi mutasi somatik, yaitu mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik penghasil antibodi atau dalam garis sel yang mengarah pada penghasil antibodi.
3. Hipotesis minigene. Keanekaragaman disebabkan oleh “suffling” (pengocokan) segmen-segmen kecil beberapa gen menjadi sejumlah besar kemungkinan kombinasi. Suffing akan terjadi melalui proses rekombinasi pada sel somatik (secara total ini memerlukan mekanisme untuk menyusun kembali segmen DNA).

  DAFTAR PUSTAKA

Gardner, E, J., Michael J. Simmons, D. Peter Snustad. 1991. Principles of Genetic Eighth Edition.

Lewin, B. 2004. Genes VIII Lewin. United States of America: Pearson Prentice Hall, PearsonEducation,Inc.